Come funziona l'estinzione dell'arco negli interruttori automatici

Tipi di dispositivi di estinzione dell'arco negli interruttori automatici

L'interruttore automatico deve fornire l'estinzione dell'arco in tutte le possibili condizioni di rete.

Due versioni di dispositivi di estinzione dell'arco hanno trovato applicazione negli interruttori automatici: semichiusi e aperti.

Nella versione semichiusa l'interruttore è coperto da un involucro con aperture per la fuoriuscita dei gas caldi. Il volume dell'involucro è abbastanza grande da evitare grandi sovrapressioni all'interno dell'involucro. Nella versione semichiusa, la zona di emissione dei gas caldi e ionizzati si trova solitamente a pochi centimetri dalle aperture di scarico. Questa soluzione progettuale trova applicazione negli interruttori automatici installati accanto ad altri dispositivi, nei quadri, nelle macchine ad azionamento manuale. Un interruttore automatico limitatore di corrente non supera i 50 kA.

A correnti di 100 kA e superiori, negli interruttori automatici vengono utilizzate camere aperte con un'ampia area di scarica.Il design semichiuso viene utilizzato, di norma, nelle macchine automatiche universali e di assemblaggio, aperto - nelle macchine automatiche e ad alta velocità per correnti limite elevate (100 kA e oltre) o tensioni elevate (oltre 1000 V).

Metodi di estinzione di un arco elettrico nell'installazione e interruttori automatici universali

Negli interruttori per uso di massa (da installazione e universali) è largamente utilizzata una griglia ad arco deionico realizzata con piastre in acciaio. Nella misura in cui gli interruttori automatici devono funzionare sia in CA che in CC, il numero di piastre è selezionato dalla condizione di intervento circuito a corrente costante... Ogni coppia di piastre deve avere una tensione inferiore a 25 V.

Nei circuiti CA con una tensione di 660 V, tali dispositivi ad arco forniscono l'estinzione dell'arco con una corrente fino a 50 kA. In corrente continua, questi dispositivi funzionano a tensioni fino a 440 V e tagliano correnti fino a 55 kA. Con gli spegniarco in lamiera d'acciaio, l'estinzione è silenziosa, con un rilascio minimo di gas ionizzati e riscaldati dall'estinzione dell'arco.

Tipi di camere d'arco dell'interruttore

Per correnti elevate si utilizzano camere con fessure a labirinto e camere a fenditura longitudinale rettilinea. L'arco viene attirato nella fessura mediante soffio magnetico con una bobina di corrente.

Una camera a fessura longitudinale può avere diverse fenditure parallele di sezione trasversale costante. Ciò riduce la resistenza aerodinamica della camera e facilita l'ingresso dell'arco ad alta corrente nelle fessure. Innanzitutto, l'arco è diviso in una serie di fibre parallele. Ma poi, di tutti i rami paralleli, ne rimane solo uno, in cui alla fine si verifica l'estinzione. Le pareti e le partizioni della camera sono realizzate in cemento amianto.

Nella camera a fessura a labirinto, l'ingresso graduale dell'arco nella fessura a zig-zag non crea un'elevata resistenza a correnti elevate. Uno spazio ristretto aumenta il gradiente di tensione nell'arco, il che riduce la lunghezza dell'arco richiesta per l'estinzione. La forma a zig-zag della fessura riduce le dimensioni della macchina.

Nella camera con una fessura a labirinto, l'arco viene raffreddato intensamente dalle pareti della camera.A causa del fatto che l'arco emette una grande quantità di calore sulle pareti della fessura, il materiale della camera deve avere un'elevata resistenza termica conducibilità e punto di fusione.

Per evitare che la camera venga distrutta dall'alta temperatura, è necessario mantenere l'arco in continuo movimento ad alta velocità. Ciò richiede la creazione di un potente campo magnetico lungo l'intero percorso dell'arco nella fessura. Se la velocità è insufficiente, il dispositivo di estinzione dell'arco viene distrutto.

La cordierite è usata come materiale della camera. I materiali che formano gas come fibre, vetro organico non vengono utilizzati a causa della maggiore resistenza aerodinamica.

Attualmente, per semplificare il design (rifiutando potenti e complessi sistemi di detonazione magnetica), stanno tornando all'idea di una griglia in acciaio deion. Le piastre in acciaio con una scanalatura per i contatti ad arco creano una forza che sposta l'arco. A differenza di una griglia convenzionale, l'arco è a contatto con piastre d'acciaio isolate: lo spegnimento avviene come in una camera con setti isolanti trasversali, ma senza uno speciale sistema magnetico che movimenta l'arco.

L'influenza di un arco elettrico sugli interruttori di contatto automatici

La parte più critica di un interruttore automatico sono i contatti.A correnti nominali fino a 200 A in modalità automatica, gli interruttori utilizzano una coppia di contatti, che possono essere rivestiti con ceramica metallica per aumentare la resistenza all'arco.

Le correnti nominali elevate richiedono l'applicazione automatica di interruttori di contatto a due stadi del tipo a ponte mobile o una coppia di contatti principali e ad arco. I contatti principali degli interruttori automatici sono rivestiti in argento o metallo-ceramica (argento, nichel, grafite). Il contatto ad arco fisso è rivestito con ceramica metallica SV-50 (argento, tungsteno), rimovibile SN-29GZ. Cermet e altri marchi sono utilizzati negli interruttori automatici.

Negli interruttori automatici per correnti nominali elevate viene utilizzata l'inclusione di più coppie parallele di contatti principali.

Negli interruttori rapidi, per ridurre il proprio tempo, vengono utilizzati solo contatti di estremità a bassa immersione. I contatti sono in rame e le superfici di contatto sono in argento. A causa dell'aumento della corrente nominale e della resistenza di contatto relativamente elevata degli interruttori automatici, si sta attualmente lavorando al raffreddamento artificiale dei contatti mediante un liquido. Questa soluzione al problema consente di mantenere peso e prestazioni contenuti. interruttore automatico e aumentare la corrente continua da 2500 a 10000 A.

Stabilità dei contatti degli interruttori automatici in caso di cortocircuito

Stabilità dei contatti dell'interruttore all'accensione per corto circuito dipende dalla velocità di aumento della pressione nei contatti. Quando l'ampiezza della corrente inclusa è superiore a 30-40 kA, vengono utilizzate macchine a momento, in cui la velocità di movimento dei contatti e la pressione in essi non dipendono dalla velocità di movimento della maniglia dell'interruttore.

Negli interruttori automatici universali selettivi, viene creato un ritardo deliberato quando scorre una corrente di cortocircuito.

Per evitare la saldatura dei contatti dell'interruttore, è necessario applicare la compensazione elettrodinamica. Quando la corrente fluisce in un circuito ad arco verso un conduttore che trasporta un interruttore di contatto ad arco fisso, agisce una forza elettrodinamica, aumentando la pressione sui contatti.